系统设计与仿真
系统建模与仿真教学设计
系统建模与仿真教学设计系统建模与仿真是现代工程领域中应用广泛的技术方法。
本文将探讨如何进行系统建模与仿真教学设计，从而帮助学生在学习的过程中更好地掌握这一领域的知识和技能。
一、教学目标本课程的教学目标主要包括以下几点：1.了解系统建模与仿真的基本理论及其在工程领域中的应用；2.掌握基于MATLAB/Simulink平台进行系统建模与仿真的基本方法与技巧；3.能够利用系统建模技术解决工程领域中的实际问题。
二、教学内容和流程1. 教学内容本课程的教学内容主要包括以下几方面：1.系统建模与仿真的基本理论；2.基于MATLAB/Simulink实现系统建模与仿真的基本方法和流程；3.工程领域中的实际问题案例分析。
2. 教学流程本课程的教学流程可以分为以下几个环节：1.理论讲解：讲解系统建模与仿真的基本理论和方法；2.示例演示：通过几个简单的示例演示如何基于MATLAB/Simulink进行系统建模与仿真；3.案例分析：分析几个实际工程领域中的案例，通过实例帮助学生理解和掌握系统建模与仿真的应用。
三、教学方法本课程的教学方法主要采用以下几种：1. 讲授式教学讲授式教学是本课程的主要教学方法，通过教师的讲解帮助学生建立系统建模与仿真的基本概念和理论。
2. 实践式教学实践式教学是帮助学生掌握系统建模与仿真的重要途径。
通过实操，学生能够更深入地理解学过的理论知识，从而更好地掌握和应用系统建模与仿真的方法和技术。
3. 交互式教学交互式教学是本课程教学中的重要手段之一，可以有效提高学生的学习积极性和主动性。
通过与教师互动和讨论，学生可以更好地理解和掌握系统建模与仿真的知识。
四、教学评估为了更好地评估学生在系统建模与仿真课程中的学习情况，本课程将采用以下评估方式：1.期末考试：期末考试主要考察学生对系统建模与仿真的基本理论和方法的掌握程度；2.课程作业：布置一些系统建模与仿真方面的作业，以帮助学生巩固所学知识；3.实验报告：学生进行一些实验，编写实验报告，以检验学生能否运用所学知识解决实际问题。
机电系统设计与仿真-系统数值仿真方法
（2）龙格-库塔（Runge-Kutta）法
基本思想是：在泰勒展开法中，泰勒展开式中 f(t,y) 的高 阶导数项的引入可提高数值积分精度。但 f(t,y) 的高阶导数难以 求解，可用函数值 f(t,y) 的线性组合来近似 f(t,y) 的高阶导数， 既可避免计算高阶导数，又可提高数值计算精度。
其中tk满足：a 出发点即为离散化，微分方程方程和时间区 间的离散化。
1、差商法
由初始值向后进行递推求解，求得数值序列。
2、泰勒展开法
当项数n=1时，即与差商法的结果相同。
3、数值积分法 （1）欧拉法 递推求解方法，简单、计算量小、需时少，属于单步法， 自启动法。具有一阶精度，精度较差。
机械振动系统数学模型 对于单自由度振动系统,动力学方程 ¨x+f(.x,x)=P(t) (1) 式中¨x、.x———位移x对时间的二阶和一阶导数; f(.x,x)、P(t)———单位质量物体上作用的恢复力和阻尼力的 合力与合外力。 取x1=x,x2=.x,则式(1)为 .x1=x2 (2) .x2=-f(x1,x2)+P(t) (3) 式(2)和式(3)组成状态方程。可调用相应的微分方程解题器 (Solver)进行时域仿真,并由数值结果以绘图命令plot绘出状态 变量随时间的变化曲线和相平面上的相轨迹。 对于多自由度线性振动系统,其动力学方程是以矩阵方程的形 式表达的。
（一）数值求解的基本概念
一阶常微分方程求解的初值问题
y(t ) f (t , y ) y(t0 ) y0 求该方程的解函数y(t)的数值解，即求函数y(t)在时间区间[a， b]上离散时间点tk（k=0，1，2，… ，N）处的近似值y0， y1，… ，yN，即 yk y(tk ), k 0,1, 2, , N
系统建模与仿真课程设计
系统建模与仿真课程设计一、课程目标系统建模与仿真课程设计旨在让学生掌握以下知识目标：1. 理解系统建模与仿真的基本概念、原理和方法；2. 学会运用数学和计算机工具进行系统建模与仿真；3. 掌握分析、评估和优化系统模型的能力。
技能目标：1. 能够运用所学知识对实际系统进行建模；2. 独立完成仿真实验，并对结果进行分析；3. 能够针对具体问题提出合理的建模与仿真方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；2. 激发学生对科学研究的兴趣，培养创新精神和实践能力；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到系统建模与仿真在解决实际问题中的价值。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为以下具体学习成果：1. 掌握系统建模与仿真的基本概念和原理，能够解释现实生活中的系统现象；2. 学会使用数学和计算机工具进行系统建模与仿真，完成课程项目；3. 能够针对实际问题，运用所学知识进行分析、评估和优化，提出解决方案；4. 培养团队协作能力，提高沟通表达和问题解决能力；5. 增强对科学研究的好奇心和热情，树立正确的价值观。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 系统建模与仿真基本概念：介绍系统、建模、仿真的定义及其相互关系，分析系统建模与仿真的分类和特点。
2. 建模方法与仿真技术：讲解常见的建模方法（如数学建模、物理建模等）及仿真技术（如连续仿真、离散事件仿真等），结合实例进行阐述。
3. 建模与仿真工具：介绍常用的建模与仿真软件，如MATLAB、AnyLogic 等，并指导学生如何使用这些工具进行系统建模与仿真。
4. 实践项目：设计具有实际背景的系统建模与仿真项目，要求学生分组合作，运用所学知识完成项目。
教学内容安排如下：第一周：系统建模与仿真基本概念，引导学生了解课程内容，激发学习兴趣。
第二周：建模方法与仿真技术，讲解理论知识，结合实例进行分析。
模拟与仿真报告：系统设计与参数优化
模拟与仿真报告：系统设计与参数优化一、引言——探索模拟与仿真在系统设计中的应用在现代科学技术的发展中，模拟与仿真成为了解决复杂问题和预测系统行为的重要工具。
本报告将深入探讨模拟与仿真在系统设计中的应用，并重点关注参数优化对系统性能的影响。
二、系统设计的模拟与仿真方法1. 数学建模与系统仿真数学建模是系统设计中的重要环节，通过建立系统的数学模型，我们可以预测系统的行为和性能。
仿真是对数学模型进行计算机实现，通过模拟系统运行，观察和分析系统的动态特性，为系统设计提供依据。
2. 基于物理模型的仿真基于物理模型的仿真通过建立物体之间的物理关系，模拟真实世界的物理系统。
例如，通过建立动力学方程和约束方程，可以对机械系统进行仿真，预测系统的运动轨迹和稳定性。
3. 离散事件仿真离散事件仿真适用于描述具有离散状态和离散事件的系统。
通过对系统中的事件进行建模，可以模拟系统的运行情况。
例如，离散事件仿真可以用于模拟交通网络中的车辆流动，预测拥堵情况和交通状况。
三、参数优化在系统设计中的应用1. 参数优化的意义与目标参数优化是在给定约束条件下，通过改变系统的参数，使系统达到最优性能。
通过参数优化，可以提高系统的效率、减少资源消耗，甚至改善系统的稳定性和可靠性。
2. 参数优化的方法与技术参数优化通常可以通过遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等进行实现。
这些算法基于数学模型和计算机仿真，通过不断迭代调整系统参数，逐步逼近最优解。
3. 参数优化在机械设计中的应用参数优化在机械设计中起着重要作用。
通过调整零件的尺寸和材料，可以改变机械系统的刚度、强度和重量等性能指标。
通过参数优化，可以找到最佳设计方案，提高机械系统的工作效率和可靠性。
四、参数优化案例分析——电力系统设计以电力系统设计为例，探讨参数优化在系统设计中的具体应用。
通过对发电机、变压器、输电线路等关键设备进行参数优化，可以提高电力系统的效率和可靠性。
1. 发电机参数优化通过对发电机的设计参数进行优化，可以提高发电机的能效和功率密度。
控制系统建模设计与仿真概述
控制系统建模设计与仿真概述控制系统建模是将实际系统抽象成数学模型的过程。
在建模过程中，工程师需要根据系统的实际特性和要求，选择适当的数学模型。
常见的数学模型包括线性时不变模型（LTI）、非线性模型、时变模型等。
在建模过程中，需要考虑到系统的动态特性、静态特性、非线性特性、时变特性等因素。
控制系统设计是根据建立的数学模型，设计合适的控制策略以满足系统的性能要求。
常见的控制策略包括比例-积分-微分控制器（PID控制器）、模糊控制、自适应控制等。
在设计过程中，需要进行参数选择和性能分析，以保证系统的稳定性、追踪能力和抗干扰能力。
控制系统仿真是通过计算机模拟实际系统的运行过程，以评估系统的性能和优化控制策略。
在仿真过程中，工程师可以对系统进行各种操作和参数调整，观察系统的响应和行为。
通过仿真可以快速获取系统的性能指标，如稳态误差、超调量、响应时间等，并进行性能比较和优化。
控制系统建模设计与仿真通常采用计算机辅助工程软件进行。
各个领域都有相应的建模设计与仿真软件，如Matlab/Simulink、LabVIEW、Ansys、SolidWorks等。
这些软件具有强大的建模仿真功能，可以快速构建数学模型、设计控制策略，进行系统性能评估和优化。
控制系统建模设计与仿真在工程实践中有着广泛应用。
例如，在工业自动化领域，控制系统建模设计与仿真可以用来提高工业生产的效率和质量，优化工艺参数和控制策略。
在航空航天领域，控制系统建模设计与仿真可以用来研究和改善航空器的飞行性能和稳定性。
在智能交通系统领域，控制系统建模设计与仿真可以用来优化交通信号控制和道路流量分配策略。
总之，控制系统建模设计与仿真是一项重要的工程技术，可以帮助工程师快速预测和优化系统的性能，降低设计成本和开发时间，并提高控制系统的鲁棒性和稳定性。
随着计算机辅助工程软件的不断进步，控制系统建模设计与仿真的技术将继续发展和应用于各个领域，推动工程技术的不断创新和提高。
船舶工程技术系统设计建模和仿真技术
船舶工程技术系统设计建模和仿真技术船舶工程技术系统设计建模和仿真技术是现代船舶设计与建造领域中的一项重要技术。
通过采用计算机辅助设计和仿真技术，可以有效提高船舶建造过程中的效率和质量，同时减少成本和资源投入。
本文将对船舶工程技术系统设计建模和仿真技术进行详细探讨，并介绍其在船舶建造领域中的应用。
一、技术原理和方法在船舶工程技术系统设计建模和仿真技术中，主要涉及到以下几个方面：1.1 船舶系统建模船舶系统建模是指将船舶系统的各个组成部分进行抽象化，通过数学模型的方式进行描述和分析。
这些组成部分包括船体结构、动力系统、工艺装备等。
通过建立准确的数学模型，可以对船舶系统的性能进行评估和优化。
1.2 仿真技术仿真技术是指利用计算机进行虚拟实验，模拟船舶在不同工况下的运行情况，并通过仿真结果进行评估和优化设计。
通过仿真技术，可以减少试验的时间和成本，提高设计的可靠性和精度。
二、应用案例以下是几个船舶工程技术系统设计建模和仿真技术在船舶建造领域中的应用案例：2.1 船体结构设计利用船舶工程技术系统设计建模和仿真技术，可以对船体结构进行设计和优化。
通过建立船体结构的数学模型，并结合材料力学和结构强度分析，可以评估船体结构的强度、刚度和稳定性，并进行结构优化，从而提高船舶的安全性和航行性能。
2.2 船舶动力系统设计船舶动力系统是船舶的核心部分，对船舶的推进性能和能效具有重要影响。
通过船舶工程技术系统设计建模和仿真技术，可以对船舶动力系统的工艺流程进行建模和仿真，从而评估动力系统的性能和工况下的能效，为船舶动力系统设计提供理论依据和参考。
2.3 装备安装和布置优化在船舶建造过程中，装备安装和布置是一个复杂而关键的环节。
通过船舶工程技术系统设计建模和仿真技术，可以对装备的安装位置、布局和连接方式进行优化设计。
通过仿真结果的分析和评估，可以选择最佳的装备方案，提高装备的可靠性和船舶的整体性能。
三、技术挑战和展望船舶工程技术系统设计建模和仿真技术在船舶建造领域中的应用已经取得了显著的成果。
单片机系统设计与仿真-基于Proteus课程设计
单片机系统设计与仿真-基于Proteus课程设计概述单片机系统设计与仿真是电子信息、计算机科学与技术等专业的一门必修课程。
本课程旨在培养学生对单片机系统的整体设计与仿真的能力，以及培养学生的团队协作和实践能力。
本文将介绍单片机系统设计与仿真的基本原理、设计流程和Proteus软件的使用，并结合一个实际的课程设计案例，详细讲解如何进行单片机系统的设计与仿真。
基本原理单片机系统单片机系统是指由单片机芯片、外围电路和软件系统构成的一个整体。
其中，单片机芯片是整个系统的核心，其通过内部的计算单元、存储单元和通信单元来实现各种功能。
而外围电路则负责提供单片机芯片所需的输入、输出信号和供电等。
设计流程单片机系统的设计流程一般包括以下几个步骤：1.确定系统需求和功能：根据具体的应用需求和设计要求，确定单片机系统的功能和性能指标，例如：输入输出方式、通信协议、时序控制等。
2.选择单片机芯片和外围器件：根据系统设计要求，选择适合的单片机芯片和外围器件，例如：传感器、驱动器、电源等。
3.电路设计：根据系统需求和芯片手册的要求，设计整个系统的电路原理图和PCB电路板图。
4.编写程序：根据系统功能和需求，编写单片机程序，完成各种功能的实现。
5.系统测试和调试：在硬件和软件都构建完成后，进行系统测试和调试，确保系统的功能和性能满足要求。
Proteus软件Proteus是一款由英国Labcenter Electronics公司开发的EDA软件，可用于电子电路、嵌入式系统的设计和仿真。
其功能强大，使用方便，广泛应用于电子、通信、计算机和控制等领域。
Proteus软件的使用Proteus软件安装Proteus软件的安装较为简单，在其官网上免费下载安装包后，按照提供的安装向导即可完成安装。
Proteus软件界面Proteus软件的主界面包括菜单栏、工具栏、构建区和输出窗口。
其中，菜单栏和工具栏提供了各种工具和命令，构建区用于构建和编辑原理图和PCB电路板图，输出窗口则用于显示仿真结果和调试信息。
系统建模与仿真课程设计
系统建模与仿真课程设计1. 引言系统建模与仿真是一门重要的工程技术，广泛应用于工业、制造、军事、医疗等领域。
系统建模与仿真旨在通过研究和模拟现有的系统，从而加以优化和改进，从而更好地满足用户需求。
本文将对系统建模与仿真课程的设计进行介绍和讨论。
2. 课程目标本课程旨在通过教学和实践，让学生掌握系统建模和仿真的基本原理和方法，能够利用建模工具进行系统的建模、仿真和分析，从而提高工程技术能力。
3. 课程内容本课程包含以下内容：3.1 系统建模基础主要介绍系统建模的基本概念、方法和应用场景，包括：•系统和子系统的定义，如何确定系统边界和系统需求•系统建模的分类和目的，如何选择适合的建模方法•系统建模的过程和工具，如何进行系统建模和从建模数据中获取信息•系统建模的质量和评估，如何保证模型正确性和可靠性3.2 系统仿真基础主要介绍系统仿真的基本概念、方法和应用场景，包括：•仿真的分类和应用，如何用仿真方法解决复杂问题•仿真的过程和工具，如何进行仿真实验和获取仿真结果•仿真结果的评估和分析，如何对仿真结果进行统计分析和数据挖掘3.3 系统建模与仿真综合案例通过实践项目解决实际问题，包括：•给定特定问题场景，学生需要自行选择建模方法，构建系统模型，并进行仿真与分析•进行查找资料、设计方案，完善仿真模型、仿真结果分析和出报告等工作4. 教学方法本课程采用“理论讲解与实践结合”的教学方式，主要采用以下教学方法：4.1 讲授理论分析系统建模与仿真理论，关注实用性和应用场景，让学生了解基本概念、方法和工具。
4.2 课程实践使用典型工具进行实践，让学生掌握软件的操作流程，学会练习建模和仿真实验，并了解数据分析的基本方法。
4.3 案例分析以课程案例为例，分析系统建模与仿真的具体实施步骤，让学生了解如何进行系统建模和仿真实验。
5. 实践项目本课程要求学生完成一项实践项目，主要包括以下内容：•根据题目要求，学生需要自行选择建模方法，构建系统模型，并进行仿真与分析•进行查找资料、设计方案，完善仿真模型、仿真结果分析和出报告等工作实践项目将占据本课程总成绩的50%以上，是课程的重要组成部分。
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脉冲编码调制(PCM)系统设计与仿真摘要: SystemView 仿真软件可以实现多层次的通信系统仿真。
脉冲编码调制（PCM）是现代语音通信中数字化的重要编码方式。
利用SystemView 实现脉冲编码调制(PCM)仿真，可以为硬件电路实现提供理论依据。
通过仿真展示了PCM编码实现的设计思路及具体过程，并加以进行分析。
关键词: PCM 编译码1、引言随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。
基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。
SystemView具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。
其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。
本文主要阐述了如何利用SystemView实现脉冲编码调制（PCM）。
系统的实现通过模块分层实现，模块主要由PCM编码模块、PCM译码模块、及逻辑时钟控制信号构成。
通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。
2、系统介绍PCM即脉冲编码调制，在通信系统中完成将语音信号数字化功能。
PCM的实现主要包括三个步骤完成：抽样、量化、编码。
分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
根据CCITT的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A律和μ律方式，我国采用了A律方式，由于A律压缩实现复杂，常使用13 折线法编码,采用非均匀量化PCM编码示意图见图1。
图1 PCM原理框图下面将介绍PCM编码中抽样、量化及编码的原理：(a) 抽样所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。
它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
(b) 量化从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。
如图2所示，量化器Q 输出L 个量化值k y ，k=1，2，3，…，L 。
k y 常称为重建电平或量化电平。
当量化器输入信号幅度x 落在k x 与1+k x 之间时，量化器输出电平为k y 。
这个量化过程可以表达为：{}1(),1,2,3,,k k k y Q x Q x x x y k L +==<≤==这里k x 称为分层电平或判决阈值。
通常k k k x x -=∆+1称为量化间隔。
图2 模拟信号的量化模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。
因此，当信号()m t 较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样，对于弱信号时的量化信噪比就难以达到给定的要求。
通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。
为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。
对于信号取值小的区间，其量化间隔v ∆也小；反之，量化间隔就大。
它与均匀量化相比，有两个突出的优点。
首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度（实际中常常是这样）时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比；其次，非均匀量化时，量化噪声功率的均方根值基本上与信号抽样值成比例。
因此量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。
实际中，非均匀量化的实际方法通常是将抽样值通过压缩再进行均匀量化。
通常使用的压缩器中，大多采用对数式压缩。
广泛采用的两种对数压缩律是μ压缩律和A 压缩律。
美国采用μ压缩律，我国和欧洲各国均采用A 压缩律，因此，PCM 编码方式采用的也是A 压缩律。
所谓A 压缩律也就是压缩器具有如下特性的压缩律：A X A Ax y 10,ln 1≤<+=11,ln 1ln 1<≤++=X A A Ax yA律压扩特性是连续曲线，A值不同压扩特性亦不同，在电路上实现这样的函数规律是相当复杂的。
实际中，往往都采用近似于A律函数规律的13折线（A=87.6）的压扩特性。
这样，它基本上保持了连续压扩特性曲线的优点，又便于用数字电路实现，本设计中所用到的PCM编码正是采用这种压扩特性来进行编码的。
图3示出了这种压扩特性。
图3 13折线表1列出了13折线时的x值与计算x值的比较。
表1表1中第二行的x 值是根据6.87=A 时计算得到的，第三行的x 值是13折线分段时的值。
可见，13折线各段落的分界点与6.87=A 曲线十分逼近，同时x 按2的幂次分割有利于数字化。
(c) 编码所谓编码就是把量化后的信号变换成代码，其相反的过程称为译码。
当然，这里的编码和译码与差错控制编码和译码是完全不同的，前者是属于信源编码的范畴。
在现有的编码方法中，若按编码的速度来分，大致可分为两大类：低速编码和高速编码。
通信中一般都采用第二类。
编码器的种类大体上可以归结为三类：逐次比较型、折叠级联型、混合型。
在逐次比较型编码方式中，无论采用几位码，一般均按极性码、段落码、段内码的顺序排列。
下面结合13折线的量化来加以说明。
表2 段落码表3 段内码在13折线法中，无论输入信号是正是负，均按8段折线（8个段落）进行编码。
若用8位折叠二进制码来表示输入信号的抽样量化值，其中用第一位表示量化值的极性，其余七位（第二位至第八位）则表示抽样量化值的绝对大小。
具体的做法是：用第二至第四位表示段落码，它的8种可能状态来分别代表8个段落的起点电平。
其它四位表示段内码，它的16种可能状态来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。
这样处理的结果，8个段落被划分成27＝128个量化级。
段落码和8个段落之间的关系如表2所示；段内码与16个量化级之间的关系见表3。
PCM编译码器的实现可以借鉴单片PCM编码器集成芯片，如：TP3067A、CD22357等。
单芯片工作时只需给出外围的时序电路即可实现，考虑到实现细节，仿真时将PCM编译码器分为编码器和译码器模块分别实现。
2.1、信号源子系统的组成：由三个幅度相同、频率不同的正弦信号（图符7、8、9）合成，如下图4所示:图42.2、PCM编码器模块PCM编码器模块主要由信号源（图符7）、低通滤波器（图符15）、瞬时压缩器（图符16）、A/D转换器（图符8）、并/串转换器（图符10）、输出端子构成（图符9），实现模型如下图5所示:图5信源信号经过PCM 编码器低通滤波器（图符15）完成信号频带过滤，由于PCM量化采用非均匀量化，还要使用瞬时压缩器实现A律压缩后再进行均匀量化，A/D转换器（图符8）完成采样及量化，由于A/D转换器的输出是并行数据，必须通过数据选择器（图符10）完成并/串转换成串行数据，最后通过图符（9）输出PCM编码信号。
2.2.1 PCM编码器组件功能实现（1）低通滤波器：为实现信号的语音频率特性，考虑到滤波器在通带和阻带之间的过渡，采用了低通滤波器，而没有设计带通滤波器。
为实现信号在300Hz－3400Hz的语音频带内，在这里采用了一个阶数为3阶的切比雪夫滤波器，其具有在通带内等波纹、阻带内单调的特性。
（2）瞬时压缩器：瞬时压缩器（图符16）使用了我国现采用A律压缩，注意在译码时扩张器也应采用A律解压。
对比压缩前后时域信号（见图6, 图7），明显看到对数压缩时小信号明显放大，而大信号被压缩，从而提高了小信号的信噪比，这样可以使用较少位数的量化满足语音传输的需要。
图6压缩前图7压缩后（3）A/D 转换器：完成经过瞬时压缩后信号时间及幅度的离散，通常认为语音的频带在300Hz－3400Hz，根据低通采样定理，采样频率应大于信号最高频率两倍以上，在这里A/D 的采样频率为8Hz即可满足，均匀量化电平数为256级量化，编码用8bit表示，其中第一位为极性表示，这样产生了64kbit/s的语音压缩编码。
（4）数据选择器：图符10为带使能端的8路数据选择器，与74151功能相同，在这里完成A/D转换后的数据的并/串转换，图符11、12、13为选择控制端，在这里控制轮流输出并行数据为串行数据。
通过数据选择器还可以实现码速转换功能。
2.3、PCM译码器模块PCM译码器是实现PCM编码的逆系统。
PCM译码器模块主要由ADC出来的PCM数据输出端、D/A转换器、瞬时扩张器、低通滤波器构成。
实现模型如下图8所示：图82.3.1 PCM译码器组件功能实现（1）D/A转换器(图符1)：用来实现与A/D转换相反的过程，实现数字量转化为模拟量，从而达到译码最基本的要求，也就是最起码要有步骤。
（1）瞬时扩张器（图符8）：实现与瞬时压缩器相反的功能，由于采用A 律压缩，扩张也必须采用A律瞬时扩张器。
（2）低通滤波器（图符3）：由于采样脉冲不可能是理想冲激函数会引入孔径失真，量化时也会带来量化噪声，及信号再生时引入的定时抖动失真，需要对再生信号进行幅度及相位的补偿，同时滤除高频分量，在这里使用与编码模块中相同的低通滤波器。
3、系统仿真模型如下图9：图9系统模型子系统（图符12）如下图10：图10 子系统以上图9、图10各方块的有关参数如表4：表4符号名称参数设置12 子系统7 Sinusoid Amp = 1 v ， Freq = 1e+3 Hz ， Phase = 0 deg，Output 0 = Sine t4 ，Output 1 = Cosine8 Sinusoid Amp = 1 v，Freq = 1.5e+3 Hz， Phase = 0 deg，Output 0 = Sine t4 ，Output 1 = Cosine9 Sinusoid Amp = 1 v，Freq = 500 Hz， Phase = 0 deg，Output 0 = Sine t4 ，Output 1 = Cosine10 Adder Inputs from 7 8 9，Outputs to 1111 Meta Out Input from10 Output to 3 203 4 5 14 19 Analysis13 Logic: ADC Two's Complement，Gate Delay = 0 sec，Threshold = 500e-3 v，True Output = 1 v，False Output = 0 v，No. Bits = 8 ，MinInput = -2.5 v，Max Input = 2.5 v，Rise Time = 0 sec，Analog= t21 Output 0， Clock = t1 Output 00 Logic: DAC Two's Complement，Gate Delay = 0 sec，Threshold = 500e-3 No.Bits = 8 ，Min Output = -2.5 v，Max Output = 2.5 v，D-0 = t13 Output 0，D-1 = t13 Output 1，D-2 = t13 Output2， D-3 = t13 Output 3，D-4 = t13 Output 42 20 Operator:LinearSys ButterworthLowpass IIR 3 Poles， Fc = 1.8e+3 Hz，Quant Bits = None Init Cndtn = Transient，DSP Mode Disabled1 18 Source: PulseTrain Amp = 1 v，Freq = 10e+3 HzPulseW = 20.e-6 sec，Offset = 0 v，Phase = 0 deg21 Comm: DeCompand A-Law，Max Input = ±2.5 6 Comm: Compander A-Law，Max Input = ±2.516 Source: PulseTrain Amp = 1 v，Freq = 30e+3 Hz，PulseW = 20.e-6 sec Offset = 0 v，Phase = 0 deg17 Source: PulseTrain Amp = 1 v，Freq = 20e+3 Hz，PulseW = 20.e-6 sec Offset = 0 v，Phase = 0 deg15 Logic:Mux-D-8 Gate Delay = 0 sec，Threshold = 500.e-3 v True Output = 1 v，False Output = 04、仿真波形如下：（1）信号源的波形（2）信号源经压缩后的波形（3）PCM编码的波形（4）PCM译码时经过D/A转化并用A律扩张后的输出波形（5）译码后恢复源信号的输出波形由以上数据波形可以看出在PCM编码的过程中，译码输出的波形具有一定的延迟现象，其波形基本上不失真的在接收端得到恢复，传输的过程中实现了数字化的传输过程。